[发明专利]一种测量重力加速度的方法

摘要

本发明属于动力学测量领域，尤其是重力加速度测量领域。本发明操作简单，精度高。本发明是这样的：一种测量重力加速的方法，其特征在于：所述方法应用于一种多功能动力学研究装置，所述装置，包括：力传感器，固定板下表面连接电磁铁，电磁铁下端吸附圆球，还包括连接架，所述方法包括：第一步，测量圆球自由落体的高度为h；第二步，圆球下落；此时刻记为t₁；第三步，传感器所受拉力由b变为c，此时刻记为t₂；第四步，计算t₂‑t₁=t，利用现有公式计算重力加速度的数值。

主权项

1.一种测量重力加速的方法，其特征在于：所述方法应用于一种多功能动力学研究装置，所述装置包括：固定设置的、用于测量竖直向下拉力的力传感器，力传感器的探头固定连接固定板，固定板呈平板状，且固定板所在平面为水平面，固定板下表面固定连接电磁铁，电磁铁下端吸附有一个用于下落的圆球，圆球由软磁性材料制成，还包括竖直方向设置的连接架，连接架的上端和固定板固定连接，连接架的下端固定连接置物板，置物板呈平板状，置物板所在平面为水平面，圆球的质量为50克，还包括用于固定力传感器的连杆，连杆固定连接于竖直支架，竖直支架底端和底座固定连接，还包括一根细线，细线一端系于固定板，细线另一端悬垂一个重锤，探头下方所有部件所构成的装置其质心位于：经过探头的竖直直线，圆球的质心位于：经过探头的竖直直线，还包括一个位于置物板上表面的、用于承接圆球的圆筒，圆筒和置物板以可拆卸方式连接，圆筒上方设有供圆球进入圆筒的开口，圆筒内表面贴敷有一个圆管状的、厚度均匀的、用于使下落圆球减速的缓冲筒，缓冲筒由弹性材料制成，且缓冲筒的内径略小于圆球的直径，缓冲筒由海绵制成，所述圆筒底部还设有一个便于捅出圆球的顶出孔，所述的连接架由用来改变固定板和置物板间距的上连接架、下连接架以可伸缩方式连接而成，上连接架竖直设置，下连接架也竖直设置，上连接架上端固定连接固定板，下连接架下端固定连接置物板，上连接架设置有用来标示高度的上刻度，下连接架设置有用来标注高度的下刻度，且：圆球吸附于磁铁时，与圆球最下端水平线平齐的刻度作为刻度的原点，圆筒上端开头处还固定连接一个圆锥筒，圆锥筒上端设有圆形的、供圆球进入的上开口，圆锥筒下端设有圆形的下开口，下开口的边缘和圆筒上端的边缘固定连接，上开口的直径略大于圆球的直径，上开口还设有使下落圆球减速的冲击片，冲击片外圈为圆形，冲击片的外圈和上开口边缘固定连接，冲击片由厚度均匀的、薄片状、弹性材料制成，冲击片内圈设置有呈均匀放射状的孔，孔的中心位于：圆筒的轴线，上连接架的一个侧面设置有竖直方向的凹槽，凹槽内设有用于驱动齿轮的齿条；下连接架设有一个壳体，壳体的一个面设有供齿轮外伸、以使齿轮和齿条啮合的的延伸孔，设有延伸孔的侧面和设有凹槽的侧面贴合，下连接架的壳体内设有一个用于确定齿轮转动轴线的转轴，该转轴所在轴线为水平方向，下连接架的壳体内还设置有第一张紧轮、第二张紧轮，第一张紧轮、第二张紧轮其转轴轴线均为水平方向，且该转轴轴线和齿轮的转轴轴线垂直，还设有：与第一张紧轮、第二张紧轮同步转动的传动带，齿轮通过传动装置驱动第一张紧轮转动，壳体设有读数开口以使传动带的一个面可视，在可视范围内：传动带所在平面为竖直平面，传动带运动方向为竖直方向；且：下连接架沿竖直方向的速度与传动带沿竖直方向的速度等大、反向，读数开口所在平面和延伸孔所在平面垂直，下连接架设置有用来标注高度的下刻度，且该刻度标注于传动带，上连接架设置有用来标示高度的上刻度，且上刻度和下刻度在刻度重叠区域所标注的刻度数值相同，且：圆球吸附于磁铁时，与圆球最下端水平线平齐的刻度作为刻度的原点，所述方法包括：第一步，给电磁铁通电，吸附圆球，并保持圆球静止，测量圆球自由落体的高度为h；力传感器开始采集其所受拉力的数据，此时传感器所受拉力为a；第二步，电磁铁断电，圆球下落；传感器所受拉力由a变为b，此时刻记为t1；第三步，圆球击中置物板，传感器所受拉力由b变为c，此时刻记为t2；第四步，以h作为自由落体的高度，计算t2‑t1＝t，以t做为自由落体的时间，利用：计算重力加速度的数值。